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中國氫硼核聚變發電進展迅速
2026/09/17 15:00
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中國氫硼核聚變發電進展迅速

 

一、中國「和龍 2」核聚變(融合)工程開工邁向氫硼聚變發電 

             根據中國核電網報導,9月15日,新奧聚變球形環氫硼等離子體平台(“和龍-2”裝置)建設項目開工儀式在河北省廊坊經濟技術開發區新奧聚變研發中心隆重舉行。「和龍-2」建設項目佔地約120畝,打造全球領先的氫硼聚變實驗平台,預計2027年底完成裝置建設並進入實驗階段,目標是2030年點亮氫硼聚變的第一盞燈。新奧集團董事長於建潮表示:「和龍-2」作為新奧建設的第三代聚變裝置,是邁向聚變智慧電廠的關鍵工程平台,承載著突破氫硼聚變關鍵技術、探索未來能源新路徑的重要使命,是新奧氫硼聚變商業化的重要里程碑,也是中國聚變能源商業化道路上的重要一步。「和龍-2」是由中國新奧聚變公司自主研發與設計的第三代磁約束核聚變實驗裝置。該裝置已於2026年9月15日在河北廊坊開工建設,其核心目標是驗證氫硼(p-¹¹B)核聚變的可行性,並計畫於2030年發電。傳統的核聚變主要採用氘-氚燃料,但會產生大量高能中子,導致材料輻射損傷並產生放射性廢料。「和龍-2」裝置則採用氫硼聚變(p-¹¹B)路線,反應產物全部為帶正電的阿伐粒子(氦-4原子核),幾乎不產生高能中子輻射,是真正的清潔能源。由於產物均為帶電粒子,能量可以直接通過電磁方式磁流體(MHD)進行電能轉換,效率更高。雖然氫硼反應具備無中子優勢,但其物理挑戰在於輻射損失極大(硼離子在電漿中會輻射出大量能量)。「和龍-2」利用高溫高密度、強粒子束注入產生的「非熱平衡放電」或特異性離子分佈,試圖讓聚變功率超過輻射損失,從而驗證氫硼聚變淨能量增益大於1的可行性。 

二、核聚變(核融合)發電到底還要多久才能實現? 

              可控核聚變發電一直帶著「仍要50年」的標籤,但2026年,核聚變發展正以前所未有的速度向前推進。從中國環流三號實現「雙億度」高溫,到上海臨港的民營裝置刷新千秒穩態運行世界紀錄,從《原子能法》以國家立法明確支持聚變研究,到資本市場的聚變熱錢湧動,讓2026年成為核融合產業發展史上極不尋常的一年。2026年核融合產業最大的轉變是來自政府頂層決策。中國的「十五五」規劃明確將核聚變列為前瞻佈局的未來產業,安徽確立了「實驗堆—工程堆—商業堆」三步走戰略。2026年1月,聚變金融機構聯盟在合肥正式成立,由科大矽谷聯合中科創星、君聯資本、聯想之星等15家機構發起,匯集130家優質金融投資機構及創新平台。2026年的聚變產業正處於一個非常時期,AI對電力的爆發性需求加上非碳能源的約束,將可控核聚變的「商業化需求」拉到頂點。核聚變在技術上尚未實現淨能量增益;在工程上,長脈衝穩態運行剛跨越到千秒級,距離電站級連續運行還有數量級的差距;在經濟上,核聚變發電的成本尚無確切數據。但2026年與十年前最大的不同在於:技術路線的多元化已被工程驗證,資本的規模已足夠支撐多條路線的並行探索,國家戰略的支持已形成了閉環推動力。中國聚變產業鏈已具雛形,在裝置研發、生產至將來的商業化、工程化上已具備一定的技術競爭力與國際優勢。所以核聚變發電可能不再那麼遙遠。 

三、核聚變的技術路線 

              核聚變需同時突破三點門檻(1)溫度達到攝氏1億度以上(2)等離子體密度夠大(3)能量約束時間夠長。在技術路線方面,核聚變有五種路線: 

(一)磁約束托卡馬克

   托卡馬克是目前全球各國投入最大、技術最成熟的方式,利用強大磁場將數億度的等離子體「懸浮」在空中約束。原理聽起來簡單,但在工程上實現長時間穩態運行,極為困難,而中國在這領域走在世界前端。2025年,中國EAST(東方超環)實現了1億攝氏度等離子體1066秒穩態運行; EAST實驗證實了托卡馬克10的20次方量級。2025年,「中國環流三號」在國內首次實現原子核)溫度1.2億攝氏度、電子溫度1.6億攝氏度的「雙億度」高參數運行,創下核聚變裝置運行新紀錄,接下來兩三年將全面升級“中國環流三號”,開展燃燒等離子體實驗;之後建造聚變實驗堆、示範堆,最終目標是在本世紀中葉讓核聚變能真正走進千家萬戶。 

(二)高溫超導托卡馬克(緊湊型)

   傳統托卡馬克使用低溫超導材料,體型巨大、製程複雜;而高溫超導聚變裝置可將體積縮小到幾十分之一,大幅降低建造成本,讓商業化成為可能。中國上海臨港的能量奇點公司自主研發的全球首台全高溫超導託卡馬克裝置“洪荒70”,於2026年1月在第5755次實驗中實現1337秒穩態長脈衝等離子體運行,成為全球唯一實現千秒級長脈衝運行的商業核聚變企業。「洪荒70」透過高溫超導線圈產生強大磁場,像一個無形的「磁籠」將聚變燃料牢牢約束在真空腔體內。裝置國產化率達96%,從整體設計到核心零件、控制演算法都實現自主可控。該裝置裝上了AI“大腦”,能即時監測等離子體溫度、位置、密度等參數,毫秒級調控磁場,讓原來的“試錯式”實驗變成了“精準式”調控。 

(三)氫硼核聚變

   氫硼核聚變過程中釋放的能量絕大部分由帶電粒子(如α粒子、質子等)所攜帶,而不是中子。這樣不僅可以避免穿透力很強的中子輻射的問題,而且相比於電中性的粒子,帶電粒子更容易直接轉化為電能。不過相比於氘氚聚變,無中子聚變得以實現的條件要嚴苛得多。2026年1月,新奧集團「玄龍-50U」球形環裝置電子溫度突破攝氏1億度,這是繼2025年實現氫硼等離子體高約束模放電後的另一個重大突破。氫硼聚變路線不產生中子、放射性極低,是真正的「清潔聚變」。新奧正在籌建下一代球形環裝置“和龍-2”,已完成物理設計與工程設計,計劃2027年建成,目標2030年點亮氫硼聚變第一盞燈。 

(四)場反位形及其他緊湊型路線

   場反位形(FRC)不依賴託卡馬克通常採用的中心螺線管結構,而是使等離子體自組織形成閉合磁場結構,可在相同磁場條件下實現更高壓強,為裝置緊湊化和降低單位發電成本提供了新可能性,近年來受到資本熱捧。 

(五)國際路線:從ITER到JT-60SA

    ITER計畫是目前全球規模最大、影響最深遠的國際大科學工程,目標是在法國建造超導托卡馬克聚變實驗堆,探索聚變能發電的科學與工程技術可行性。2026年3月,中國宣布加入22個國家在COP28上共同發起的《三倍核能宣言》,為促進全球核能永續發展和能源綠色低碳轉型注入新動力。另外,由日本與歐洲合作建造的全球最大超導托卡馬克裝置JT-60SA,在完成為期兩年的全面升級後,於2026年3月在日本重啟綜合調試,計劃年底開始科學實驗,目標向百秒長脈衝穩態運行發起挑戰,被視為ITER點火前最重要的工程預演。

 

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